Qué (quién) es Водоочистка - definición

комплекс технологических процессов, имеющих целью довести качество воды, поступающей в водопровод из источника водоснабжения, до установленных показателей (об очистке сточных вод см. в ст. Сточные воды).

Первые сведения по В. содержатся в написанной в Индии около 4 тыс. лет назад на санскритском языке медицинской книге "Усрута Сангита", где говорится: "Хорошо держать воду в медных сосудах, выставлять её на солнечный свет и фильтровать через древесный уголь". Древнегреческий врач и естествоиспытатель Гиппократ рекомендовал во избежание заболеваний употреблять кипячёную воду. Первая водоочистная станция с так называемыми медленными фильтрами была построена в 1829 в Лондоне. В России станция очистки водопроводной воды впервые была сооружена в 1888 в Петербурге, станция обеззараживания воды - в 1910 в Н. Новгороде.

Воды поверхностных водоисточников (рек, озёр) обычно непригодны для питья из-за мутности, цветности и более высокого, чем это допустимо для питьевой воды, содержания бактерий. Поэтому до подачи воды в хозяйственно-питьевой водопровод её осветляют (удаляют взвешенные и коллоидальные частицы), обесцвечивают и обеззараживают (освобождают от болезнетворных микроорганизмов). Для осветления и обесцвечивания воды на очистных сооружениях проводят коагуляцию (См. Коагуляция) взвешенных и коллоидальных загрязнений сернокислым алюминием или хлорным железом; основную массу скоагулированных загрязнений задерживают в отстойниках (См. Отстойники) или осветлителях (См. Осветлитель), а воду "доосветляют" на фильтрах (песчаных или двухслойных). Воду с содержанием взвеси менее 150 мг/л можно осветлять на контактных осветлителях с введением коагулянта непосредственно перед поступлением воды в слои фильтрующей загрузки. Для обеззараживания в исходную или фильтрованную воду вводят жидкий хлор, хлорную известь или озон. Хорошо осветлённая вода и вода подземных водоносных горизонтов может обеззараживаться ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 2000-3000Å, обладающими бактерицидным действием. Источниками ультрафиолетового излучения служат ртутно-кварцевые или аргоно-ртутные лампы.

Если вода в источнике водоснабжения имеет жёсткость (суммарное содержание солей кальция и магния), большую, чем допускается по нормам, то её до подачи в водопроводную сеть умягчают. Применяют два метода умягчения воды - реагентный и катионитовый. Реагентный метод сводится к осаждению солей жёсткости известью (устранение так называемой карбонатной жёсткости) и содой (некарбонатной жёсткости). Он позволяет снизить общую жёсткость воды до 0,5-0,7 мг-экв/л. Для более глубокого умягчения воды используют катионитовый метод (см. Иониты), снижающий жёсткость воды до 0,03 мг-экв/л. Если вода содержит более 0,3 мг/л железа, её обезжелезивают. Подземные воды обычно обезжелезивают аэрацией (обогащают кислородом воздуха, который окисляет соли двухвалентного железа в соли трёхвалентного, выпадающие в осадок в виде гидроокиси железа), поверхностные - коагулированием. Для удаления из воды других растворённых солей её опресняют (см. Опреснение воды) или обессоливают на ионитах. Дегазация воды (удаление сероводорода, метана, радона, углекислого газа и других растворённых газов) производится, как правило, аэрацией. Избыток фтора (при его содержании в воде более 1,5 мг/л) удаляют фильтрованием воды через активированную окись алюминия. При наличии в воде радиоактивных веществ её подвергают дезактивации (См. Дезактивация). Дезодорация воды, т. е. удаление веществ, обусловливающих привкусы и запахи, достигается сорбцией их активным углём или окислением озоном, двуокисью хлора или перманганатом калия. В. является наиболее крупнотоннажным производством в народном хозяйстве страны. Только на водоочистных станциях хозяйственно-питьевого водоснабжения (См. Водоснабжение) СССР в 1968 очистке было подвергнуто свыше 10 млрд. м³ воды.

Лит.: Клячко В. А., Апельцин И. Э., Подготовка воды для промышленного и городского водоснабжения, М., 1962; Кастальский А. А., Минц Д. М., Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения, М., 1962.

В. А. Клячко.

процесс удаления из воды природных, бытовых и промышленных загрязнений с целью получения воды, пригодной для питья или технического применения.

Дезинфекция. Главная цель водоочистки - производство бактериально безопасной воды. Наиболее распространенный способ дезинфекции воды - ввод в нее хлора - сильного окислителя, который добавляется к воде в виде газа или концентрированного водного раствора. Эффективность обработки хлором зависит от ряда факторов, в том числе рН (меры кислотности или щелочности воды), времени обработки, температуры и наличия взаимодействующих с хлором органических веществ. Небольшое количество свободного хлора оставляется в воде на случай попадания загрязнений в потребительскую водопроводную сеть. Поскольку при бытовом использовании воды в водосток сбрасывается много колиформных бактерий, обнаружение этих бактерий служит показателем бытового загрязнения (коли-индекс).

Мутность. Мутность и цветность устраняются добавлением к воде химически активного вещества и ее последующим отстаиванием. Добавляемое вещество способствует росту малых частиц и превращением их в более крупные, пока под действием собственного веса они не начнут оседать. Такой вынужденный процесс оседания занимает 1-2 ч. Этот процесс образования осадка называется химической коагуляцией. В качестве химически активных веществ используются главным образом соединения, образующие в водном растворе ионы алюминия и трехвалентного железа (сульфат алюминия и хлорид или сульфат трехвалентного железа).

Вода и запах. Типичные источники вкуса и запаха природных, бытовых и промышленных вод - микроорганизмы, например водоросли, в поверхностных водах и сульфиды в подземных водах, бедных кислородом. Соединения, имеющие неприятный вкус и запах, обычно удаляются путем добавления к воде активированного угля и последующей седиментации. Можно также подвергнуть такие соединения окислению, например хлором или озоном.

Фильтрование. На водоочистной станции, где к воде добавляются химически активные вещества и она отстаивается для удаления примесей, вода также пропускается через песок для фильтрования. Вода и химреактивы-коагулянты тщательно и интенсивно перемешиваются. Через примерно 30 мин вода с укрупненными частицами примесей запускается в седиментационную установку, где большая часть примесей осаждается и удаляется из воды; этот процесс занимает около 2 ч. Осветленная вода направляется в отстойники, где фильтруется через слои песка и гравия и проходит через донную основу. Донная основа не только служит опорой для слоев гравия и песка, но также пропускает воду, периодически используемую для промывки фильтровальных слоев от осадков, оставленных очищаемой водой. Фильтрованная вода хранится в резервуарах или закачивается в водопроводную сеть после заключительного хлорирования.

Жесткость. Проблема уменьшения жесткости воды частично может быть решена путем использования синтетических моющих средств. С помощью химической коагуляции или ионного обмена частично или полностью удаляются создающие жесткость примеси (главным образом бикарбонаты кальция и магния). Этот процесс называется мягчением воды.

В системах химической коагуляции к воде для ее мягчения добавляется известь, которая реагирует с бикарбонатами, превращая их в карбонаты, выпадающие в осадок. Осадок удаляется седиментацией и последующим фильтрованием через песок.

Ионный (точнее, катионный) обмен для мягчения заключается в замещении ионов жесткости, кальция и магния, на ион нежесткости, натрий. На этом принципе основаны домашние системы мягчения воды. С помощью ионного обмена можно, в принципе, заменить все катионы в воде водородом, а все анионы - кислородом. В итоге получится H2O, т.е. чистая вода. Такой процесс называется обессоливанием.

Аэрация. В воде могут быть растворены или взвешены и другие химические элементы или соединения, влияющие на ее качество. Железо извлекается путем окисления кислородом воздуха и удаления нерастворимого соединения седиментацией или фильтрованием. Для магния наряду с аэрацией требуется контакт с адсорбентом. Если железо или магний присутствуют в воде в форме органических комплексов, следует использовать окисление и химическую коагуляцию.

Фторирование. Часто к водопроводной воде добавляется фтор по причине, не связанной с соблюдением основных стандартов безопасности и чистоты питьевой воды. Наличие в воде фтора в очень малой концентрации замедляет образование кариеса зубов, особенно у детей.